Sienas kāpšanas robots: 9 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Sienas kāpšanas robots kalpo, lai nodrošinātu alternatīvu sienu pārbaudi, izmantojot mehāniskās un elektriskās sistēmas. Robots piedāvā alternatīvu izdevumiem un briesmām, kas rodas, pieņemot darbā cilvēkus, lai pārbaudītu sienas lielā augstumā. Robots varēs nodrošināt tiešraidi un krātuvi pārbaužu dokumentēšanai, izmantojot Bluetooth. Kopā ar robota pārbaudes aspektu to varēs kontrolēt, izmantojot raidītājus un uztvērējus. Izmantojot ventilatoru, kas rada vilci un sūkšanu, robots var pacelties perpendikulāri virsmai.

Piegādes

Pamatne un vāks:

- Stiklšķiedra: izmanto šasijas izgatavošanai

- Sveķi: izmanto kopā ar stikla šķiedru šasijas izgatavošanai

Robots:

- OTTFF robotu tvertnes komplekts: tvertņu protektori un motora stiprinājumi

- Līdzstrāvas motors (2): izmanto, lai kontrolētu robotu kustību

- Darbrats un savienotāji: rada gaisa plūsmu, lai robotu noturētu pie sienas

- ZTW Beatles 80A ESC ar SBEC 5.5V/5A 2-6S Rc lidmašīnai (80A ESC ar savienotājiem)

Elektriskie:

- Arduino: shēmas plate un programmatūra ventilatora, motoru un bezvadu signāla kodēšanai

- kursorsviru: izmanto, lai kontrolētu līdzstrāvas motorus, lai vadītu robotu

- WIFI uztvērējs: nolasa datus no raiduztvērēja un pārsūta tos caur Arduino uz motoriem

- WIFI uztvērējs: ieraksta datus no kursorsviras un nosūta tos uztvērējam lielā attālumā

- Sieviešu un vīriešu savienotāji: izmanto elektrisko komponentu vadiem

- WIFI antenas: izmanto, lai palielinātu uztvērēja un uztvērēja savienojuma signālu un attālumu

- HobbyStar LiPo akumulators: izmanto ventilatora un citu iespējamo elektrisko komponentu barošanai

1. solis: Izpratne par teoriju

Lai labāk izprastu aprīkojuma izvēli, vislabāk vispirms ir apspriest teoriju, kas slēpjas uz sienas kāpšanas robota.

Ir jāizdara vairāki pieņēmumi:

• Robots darbojas uz sausas betona sienas.
• Ventilators darbojas ar pilnu jaudu.
• Darbības laikā robota korpuss paliek pilnīgi stingrs.
• Stabila gaisa plūsma caur ventilatoru

Mehāniskais modelis

Mainīgie ir šādi:

• Attālums starp masas centru un virsmu, H = 3 in = 0,0762 m
• Puse no robota garuma, R = 7 collas = 0,1778 m
• Robota svars, G = 14,7 N
• Statiskais berzes koeficients - pieņemta rupja plastmasa uz betona, μ = 0,7
• Ventilatora radītais vilces spēks, F = 16,08 N

Izmantojot iepriekš redzamajā attēlā redzamo vienādojumu, atrisiniet spiediena starpības radīto spēku, P = 11,22 N

Šī vērtība ir saķeres spēks, kas jārada ventilatoram, lai robots varētu palikt pie sienas.

Šķidruma modelis

Mainīgie ir šādi:

• Spiediena izmaiņas (izmantojot P no mehāniskā modeļa un vakuuma kameras laukumu) Δp = 0,613 kPa
• Šķidruma (gaisa) blīvums, ⍴ = 1000 kg/m^3
• Virsmas berzes koeficients,? = 0,7
• Vakuuma kameras iekšējais rādiuss, r_i = 3,0 collas = 0,0762 m
• Vakuuma kameras ārējais rādiuss, r_o = 3,25 collas = 0,0826
• Klīrenss, h = 5 mm

Izmantojot iepriekš parādīto vienādojumu, atrisiniet tilpuma plūsmas ātrumu, Q = 42 l/min

Tas ir nepieciešamais plūsmas ātrums, kas jārada ventilatoram, lai radītu nepieciešamo spiediena starpību. Izvēlētais ventilators atbilst šai prasībai.

2. darbība: bāzes izveide

Stikla šķiedra ātri kļuva par būtisku materiālu bāzes konstrukcijā. Tas ir lēts un diezgan viegli strādājams, kā arī ārkārtīgi viegls, kas ir ļoti svarīgi lietojumprogrammai.

Pirmais solis šīs bāzes izveidē ir tās mērīšana. Mūsu pieteikumam mēs izmantojām izmēru 8 "x 8". Iepriekš attēlos redzamais materiāls ir pazīstams kā E-stikls. Tas ir diezgan lēts un var nonākt lielos daudzumos. Mērot, ir svarīgi nodrošināt papildu 2+ collas, lai nodrošinātu, ka ir pietiekami daudz materiāla, lai sagrieztu vēlamo formu.

Otrkārt, nostipriniet kaut ko tādu, ko var izmantot, lai veidotu stikla šķiedru gludā, līdzenā virsmā; šim nolūkam komanda izmantoja lielu metāla plāksni. Pirms sacietēšanas procesa uzsākšanas rīks ir jāsagatavo. Instruments var būt jebkura liela līdzena virsma.

Sāciet, iesaiņojot divpusēju līmi, vēlams kvadrāta formā, tik lielu, cik nepieciešams. Pēc tam sagatavojiet kvēldiegu un novietojiet tam virsū sausos sagrieztos stikla šķiedras gabalus. Pārsūtiet visus priekšmetus uz rīku.

Piezīme: jūs varat sakraut stikla šķiedras gabalus, lai galaproduktam pievienotu biezumu.

Tālāk: jūs vēlaties pareizi sajaukt sveķus un to katalizatoru, visi sveķi ir atšķirīgi, un lietotāja rokasgrāmatā būs nepieciešams pareizi sajaukt porcijas ar katalizatoru. Ielejiet sveķus pāri stiklam, līdz visas sausās stikla daļas ir samitrinātas ar sveķiem. Pēc tam nogrieziet lieko kvēldiegu. Kad tas ir izdarīts, pievienojiet vēl vienu plēves gabalu un pēc tam stikla šķiedras audumu, kas aptver visu izstrādājumu. Pēc tam pievienojiet elpošanas drānu.

Tagad ir pienācis laiks visu darbību pārklāt ar plastmasas apvalku. Bet, pirms tas var notikt, ir jāpievieno pārkāpuma ierīce. Šī ierīce atradīsies zem plastmasas, lai varētu pievienot vakuuma sūkni.

Noņemiet līmējošo brūno aizsargvāku un nospiediet plastmasas vāciņu uz leju, lai tā padarītu līmi kvadrātveida blīvējumu. Tālāk grieziet caurumu instrumenta centrā zem tā, lai varētu pievienot šļūteni. Ieslēdziet vakuumu, lai noņemtu gaisu, veidojot līdzenu virsmu un labi saliktu produktu.

3. darbība: robotu mobilitāte

Lai robots varētu pārvietoties augšup un lejup pa sienu, mēs nolēmām izmantot tvertnes pakāpienus no salīdzinoši lēta Arduino tanku komplekta. Šajā komplektā bija visi instrumenti un stiprinājumi, kas nepieciešami sliežu ceļu un motoru nostiprināšanai. Melnā metāla šasija tika sagriezta, lai izveidotu stiprinājumus; tas tika darīts, lai samazinātu papildu stiprinājumu daudzumu, jo tika iekļauti visi nepieciešamie.

Tālāk sniegtajos norādījumos tiks parādīts, kā kronšteini tika sagriezti:

• Izmantojiet lineālu, lai atzīmētu šasijas centrālo punktu
• Zīmējiet horizontālu un vertikālu līniju caur centru
• Uzmanīgi sagrieziet pa šīm līnijām, vēlams ar lentzāģi vai citu metāla griešanas asmeni
• Izmantojiet slīpripu, noapaļojot visas asās malas

Gatavās iekavas ir parādītas nākamajā darbībā.

4. solis: tvertņu sliežu ceļu stiprinājumu stiprinājumi

Sāciet, atzīmējot centra līnijas uz stikla šķiedras loksnes; tie būs atsauce. Izmantojot 1/8 collu urbi, izgrieziet šādus caurumus; visiem kronšteiniem jābūt vienā līmenī ar robota ārējo malu, kā parādīts attēlā.

Pirmajam caurumam, kas jāatzīmē, jābūt 2 collu attālumā no centra līnijas, kā parādīts attēlā

Otrajam caurumam jābūt 1 collas attālumā no iepriekšējās atzīmes

Šis process jāatspoguļo centrā

Piezīme: iekavās ir papildu caurumi; tos var marķēt un izurbt, lai saņemtu papildu atbalstu.

5. darbība: celiņu izveide un montāža

Sāciet ar gultņu un zobratu montāžu, izmantojot komplektācijā iekļautās detaļas; instrukcijas ir iekļautas komplektā. Sliedes jāvelk cieši, lai neslīdētu no pārnesumiem; pārāk liela spriedze var izraisīt stikla šķiedras deformāciju.

6. darbība: uzstādiet ventilatoru uz šasijas

Sāciet, izgriežot 3 collu diametra caurumu stikla šķiedras loksnes centrā. To var izdarīt vairākos dažādos veidos, piemēram, caurumu zāģis vai dremel. Kad caurums ir pabeigts, novietojiet ventilatoru virs cauruma, kā parādīts attēlā, un nostipriniet ar dažu veidu līmes vai epoksīda.

7. darbība: kodēšana

Visi izmantotie mikrokontrolleri ir Arduino komponenti.

Arduino Uno dēlis = 2

Džempera vadi no tēviņa līdz sievietei = 20

Džempera vadi no tēviņa līdz vīrietim = 20

L2989n motora vadītājs = 1

nrf24l01 = 2 (mūsu bezvadu sakaru ierīce)

nrf24l01 = 2 (adapteris, kas atvieglo uzstādīšanu)

Elektroinstalācijas shēma parāda pareizo savienojumu, ko izmantojām, un kodu, kas tam pievienots.

8. solis: vadu shēma

9. solis: robota konstruēšana

Pēc pamatnes un protektora uzbūves pēdējais solis ir visu detaļu salikšana kopā.

Vissvarīgākais faktors ir svara sadalījums, akumulators ir ļoti smags, tāpēc tam vajadzētu būt tikai vienā pusē. Pārējās sastāvdaļas ir jāizvieto mērķtiecīgi, lai izturētu akumulatora svaru.

Elektronikas novietošana uz viena stūra motoru vidū ir svarīga, lai nodrošinātu, ka vadi atbilst motoram, neizmantojot papildu vadus.

Pēdējais savienojums ir akumulators un ESG ar ventilatoru, šis solis ir ļoti svarīgs. Pārliecinieties, vai akumulators un ESG ir pareizi savienoti, un abas pozitīvās puses ir savienotas viena ar otru. Ja tie nav pareizi pievienoti, jūs riskējat izpūst drošinātāju un sabojāt akumulatoru un ventilatoru.

Es piestiprināju kontroliera elektroniskās daļas uz paneļa, lai tās būtu sakārtotas, taču šī daļa nav nepieciešamība.